数控机床系统连接与调试-项目6数控机床主轴系统的调试与维修

教学教学方法教师讲解教学过程学习情境六数控机床主轴系统的调试与维修任务6.1数控机床主轴的维护与保养计划课时教学教学重点难点教学条件4学时授课地点多媒体教室、数控维修实训室1.了解数控机床主轴传动系统的基本知识。2.了解数控机床主轴变速系统的基本知识。3.了解数控机床主轴支承方式。1.能够对数控机床的主轴故障进行诊断与排除。2.使学生具有识读主传动机械装配图及主传动部件拆装的能力。3.能够按要求定期维护保养数控机床主轴部件。1.多媒体教室+教学资源(动画、仿真软件、习题)2.数控装调与维修实训室3.数控装调仿真模拟软件(南京斯沃SSCNC5.2)教学步骤数控车床主轴传动系旋图、主轴控制示意图和主轴部件结构图2、主轴系统分类及特点教学方法时间安排教学方法时间安排教师介绍教师介绍动的传动系统，包括主轴电动机、传动系统和其他主轴部件等。(1)模拟量控制的主轴驱动装置(2)串行数字控制的主轴驱动装置3、数控机床主式和支撑方式4、主轴振动或噪声过大故障分析评价任务扩展知识预习(1)分段无级变速(2)主轴带传动变速(1)双列短圆柱滚子轴承和60°角接触双列向心推力球轴承组合(2)高精度双列向心推力球轴承(3)双列和单列圆锥滚子轴承异常噪声及振动是发生在主轴机械部分还是在电气驱动部分，详细分析方法和一般检查方法。教师先演示学生然后操作教师指导教师讲解学生课下自学无极变速教学后记一、导入数控机床主轴与普通机床主抽在机械结构和控制方式上有何区别呢?速度指令及M码辅置、传动机构及主轴等部分。二、主轴系统分类及特点全功能数控机床的主传动系统大多采用无级变速。无级变速系统根据控制方式的不同主外，恨据主轴速度控制信号的不同可将主传动系统分为模拟量控制的主轴驱动装置和串行数字控制的主轴驱动装置两类。(1)模拟量控制的主轴驱动装置采用变频器实现主轴电动机控制，有通用变频器控制通(2)串行数字控制的主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产，如西门子公司的1)普通笼型异步电动机配齿轮变速箱2)普通笼型异步电动机配通用变频器3)伺服主轴驱动系统4)电主轴注意:当机床主轴驱动单元使用了带速度反馈的驱动装置以及标准主轴电动机时，主轴可以根据需要工作在伺服状态。此时，主轴编码器就作为位置反馈元件使用。三、数控机床主轴传动变速方式(1)分段无级变速(2)主轴带传动变速(3)调速电动机直接驱动主轴传动数控机床主轴部件支承方式数控机床主轴常见的支承方式有三种。(1)前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60°角接触双列向心推力球轴承组合，后支承采速可达4000r/min，但它的承载能力小，适于高速、轻载、高精密的数控机床主轴。(3)前后支承采用双列和单列圆锥滚子轴承。轴承径向和轴向刚度高，能承受重载荷，尤其是可承受较强的动载荷,安装、调整性能好，但这种支承方式限制了主轴转速和精度，所以适用于中等精度、低速重载的数控机床的主轴。行辅助支承，主轴轴承均带有适宜的预紧力，具有很高的刚度和精度。四、主轴振动或噪声过大故障分析主轴出现振动或噪声过大等问题时，首先要弄清楚异常噪声及振动是发生在主轴机械部一般检查方法:l中的再生回路故障:(2)若在恒转速时产生，可通过观察主轴由停车过程中是否有噪声和振动来区别，如果存在，就说明主轴机械部分有问题;(3)检查振动周期是否与转速有关，若无关，则应怀疑是否是主轴驱动装置未调整好;学习情境六数控机床主轴系统的调试与维修变频主轴调试与维修44学时授课地点多媒体教室、数控维修实训室1.了解数控机床变频主轴的构成。2.了解变频器的工作原理。3.熟悉数控机床主轴设定相关的参数。1.能够利用参数设置、电气连接等知识，掌握变频主轴的安装与调试。2.具有变频主轴的维护、维修能力。1.多媒体教室+教学资源(动画、仿真软件、习题)2.数控装调与维修实训室计划课时教学教学重点难点教学条件教学方法3.3.数控装调仿真模拟软件(南京斯沃SSCNC5.2)教学过程教学步骤入(提问)1、数控机床变主轴控制-FANUC数控的连接2、三菱变频器数设置说明3、数控机床主轴故障维修评价任务扩展知识预习教学内容动机、主轴编码器等部件连接起来实现数控机床变频主轴的控制(1)FANUC数控系统模拟主轴的连接(2)CNC与主轴相关的系统接口说明(1)变频器操作模式选择(Pr79)参数 (2)变频器模拟主轴时设定的参数 (3)CNC主轴参数设置说明故障4：螺纹或攻螺纹加工出现“乱牙”变频与组态相关知识教学方法教师介绍教师讲解教师先演示学生然后操作教师指导教师讲解学生课下自学时间安排三菱变频器教学后记一、导入统接起来实现数控机床变频主轴的控制？二、数控机床变频主轴控制-FANUC数控系统主轴驱动的连接FANUC数控系统主轴控制可分为主轴串行输出和主轴模拟输出两种。用模拟量控制的主轴驱动单元(如变频器)和电动机称为模拟主轴，主轴模拟输出接口只能控制一个模拟主轴。按串行方式传送数据(CNC给主轴电动机的指令)的接口称为串行输出接口，主轴串行输出(1)FANUC数控系统模拟主轴的连接变频主轴的构成部件有CNC、变频器、主轴电动机、主轴编码器等。(2)CNC与主轴相关的系统接口说明JA40：模拟量主轴的速度信号接口(0~10V)，CNC输出的速度信号(0~10V)与变频器的模拟量频率设定端连接，控制主轴电动机的运行速度。器JA7B连接，实现主轴模块与CNC系统的信息传递；当主轴为模拟量主轴时，该接口又是主位置编码的主轴位置反馈接口。三、三菱变频器参数和主轴参数设置说明注意：设置参数一定要在关掉变频器输出(非RUN状态)下进行！(1)变频器操作模式选择(Pr79)参数设置说明。Pr79=0，电源投入时为外部操作模式。Pr79=1，PU操作模式，用操作面板、参数单元键进行数字设定。Pr79=2，外部操作模式，启动需要来自外部的信号。Pr79=5，无。Pr79=7，外部操作模式(PU操作互锁)。(2)变频器模拟主轴时设定的参数。1)上限频率(Pr1)。2)下限频率(Pr2)。3)基准频率(Pr3)。4)加速时间(Pr7)。加速时间是指变频器启动后，从启动频率(可以通过P13设置)到达设置频率值的时间，这个时间的出厂设置值为5s。许多情况下电动机启动时发生因启动电流过大而跳闸的故障可以通过延长这个加速时间而解决。5)减速时间(Pr8)。有加速时间与减速时间的启动称为软启动。减速时间的设定要根据设备的工艺要求来定，出厂值设为5s。6)电子过流保护(Pr9)。设定电动机的额定电流。7)适用负荷选择(Pr14)。8)最高上限频率(Pr18)。9)基准频率电压(Pr19)。10)适用电动机(Pr71)。选择0时是适合标准电动机热特性。 (3)主轴参数设置说明四、数控机床主轴故障维修(1)维修前调查。(2)故障原因分析。(3)维修流程。4.故障4：螺纹或攻螺纹加工出现“乱牙”学习情境六数控机床主轴系统的调试与维修任务6.3串行数字主轴的调试与维修44学时授课地点多媒体教室、数控维修实训室1.了解数控机床串行主轴的构成。2.了解伺服放大器主轴控制的工作原理。3.熟悉数控机床串行主轴设定相关的参数。1.能够利用参数设置、电气连接等知识，掌握串行主轴的安装与调试。2.具有串行主轴的维护、维修能力。1.多媒体教室+教学资源(动画、仿真软件、习题)2.数控装调与维修实训室时间安排计划课时教学教学重点难点教学条件教学步骤教学内容典型的主轴驱动系统包括主轴驱动装置教学方法教师介绍教学方法教学过过程串行主轴控制(主轴放大器)、主轴电动机、主轴传动机构及主轴速度/位置检测装置等。1.采用主轴电动机带MZi传感器实现主串行主轴准停控制主轴参数设定主轴故障维修评价任务扩展知识预习轴准停控制2.采用外接主轴独立编码器实现主轴准停控制3.采用外接接近开关实现主轴准停控制1.主抽参教设定、调整和监控画面2.主轴参数设定3.应用举例1.根据数控系统报警信息进行维修2.根据系统诊断页面提供的主轴维修信息进行维修编码器及传感器教师讲解教师先演示学生然后操作教师指导教师讲解学生课下自学主轴与伺服编码器差异教学后记一、导入串行主轴控制数控机床主轴驱动系统的性能直接决定了加工工件的表面质量，在数控机床的维修和维护进给伺服放大器(SVM)的连接;主轴伺服放大器与主轴电动机的连接(动力线和信号反馈线)。主轴定向是对主轴停止位置的简单控制，可以选用主轴位置编码器或电动机内置传感器作码器。另一种是MZi传感器，二、串行主轴准停1.主轴准停控制(1)采用主轴电动机带MZi传感器实现主轴准停控制(2)采用外接主轴独立编码器实现主轴准停控制(3)采用外接接近开关实现主轴准停控制2.主轴参数设定(1)主抽参教设定、调整和监控画面(2)主轴参数设定(3)应用举例三、主轴故障维修1.根据数控系统报警信息进行维修SP1220报警的含义为系统检测不到主轴放大器，其解决办法如下。则更换电源侧板;如果输人电压不正常，则检查输入电压回路。(2)确认从电源放大器输出的DC24V是否正常。如果正常，重新插拔或者更换下电源放DCV常则检查DC24V回路。2.根据系统诊断页面提供的主轴维修信息进行维修修时当主轴发生故障或错误时，可以对